Background: Heart failure (HF) is a global pandemic with a rising prevalence rate in low- and middle-income countries (LMICs). Poor medication adherence contributes to the impact of chronic diseases such as HF. However, there are sparse adherence data on HF patients in sub-Saharan Africa (SSA). This is problematic as African HF patients have a high mortality rate, which is poorly understood. Poor medication adherence could contribute to the high mortality rate of African HF patients. Objective adherence measures are better than subjective measures (for example, patient recall) at predicting outcomes. In addition, the adherence method should be applicable to resource-scarce settings. Novel multiplex assays were developed to quantify carvedilol, enalaprilat and perindoprilat in dried blood spots (DBS) and correlated with plasma. Carvedilol, enalapril and perindopril are medications commonly used to treat HF, with enalaprilat and perindoprilat being the active metabolites of enalapril and perindopril, respectively. The developed assays were then evaluated in terms of their ability to discern between non-adherent and adherent patients and their suitability for use in resource-scarce settings. Method: The DBS and plasma assays were validated per the United States Food and Drug Administration (FDA) guidelines. The plasma assay was validated over a calibration range of 0.2–200 ng/mL for carvedilol, enalaprilat and perindoprilat. The DBS assay was validated over a range of 1.00–200 ng/mL for the three analytes. The DBS assays were correlated with plasma concentrations in a pilot intensive pharmacokinetic study of six patients. The correlation was determined using Deming regression, with Bland–Altman analysis used to establish agreement between observed and calculated plasma concentrations. Calculated plasma concentrations were obtained using the Deming regression equations describing the relationship between DBS and plasma concentrations. Results: Accuracy, precision, selectivity and sensitivity were proven with complete and reproducible extraction recovery at all concentrations tested for both assays. Stability of the analytes in the matrix and throughout sample processing was proven for both assays. The full range of plasma pharmacokinetic samples could be quantified for all analytes, with the lower limit of quantification (LLOQ) of 0.2 ng/mL proving to be sufficient. The pharmacokinetic pilot study's full range of DBS concentrations could be quantified for enalaprilat but not for carvedilol and perindoprilat. The LLOQ of 1.00 ng/mL was not sensitive enough to quantify the lowest concentrations of some patients for these two analytes. Good correlations were observed between DBS and plasma pharmacokinetic samples, with the Pearson's correlation coefficient (r) greater than 0.94 for all analytes. The difference between the observed and calculated plasma concentrations was less than 20% of their mean for > 67% of samples for all analytes, indicating good agreement between observed and calculated plasma concentrations for all analytes. Conclusions: The plasma assay is suited for evaluating patient adherence to carvedilol, enalapril and perindopril medication. The assay is robust and sensitive enough to discern between those who are adherent and non-adherent. Due to the wealth of pharmacokinetic data available for the analytes in plasma, through pharmacokinetic modelling, it is possible to determine the most appropriate dose and weight-specific adherence interpretation for that patient rather than relying on a general cut-off value. In other words, adherence interpretation can be individualised based on a patient's own dose and weight. Plasma as a matrix, however, is not very amenable to resource-scarce settings. The matrix requires strict storage and transport conditions, so creating additional logistic difficulties and expenses in resource-scarce and remote locations. These are difficulties that would have to be accommodated to use the assay. It was found that the DBS assay is more suitable as a screening assay for carvedilol and perindoprilat than as an assay to gauge adherence. The assay is suitable as an adherence determining assay for enalaprilat, however. The prolonged terminal half-life of enalaprilat allows sufficient DBS concentrations to track adherence. The DBS assay's higher LLOQ and the higher concentration of the analytes in plasma versus that of whole blood places the assay at a stark disadvantage in terms of sensitivity relative to the plasma assay. DBS samples have a significant advantage over plasma samples in their less stringent storage and transport requirements. As a matrix, DBS is far more conducive to remote and resource-scarce areas when compared to plasma. The robustness of both assays was proven with cross-validation using actual clinical samples. Good agreement between observed and calculated plasma concentrations means that DBS concentrations, once normalised, can be used interchangeably with plasma samples. DBS samples can be collected at the sampling sites, taking advantage of the DBS matrix's less stringent storage and transportation requirements. Once the samples are analysed, the concentrations can be converted to plasma concentrations, which can be interpreted more efficiently in terms of adherence. However, this would only be feasible for enalaprilat, as the DBS assay for the carvedilol and perindoprilat analytes lacked sensitivity to reflect ingestion within the last 24 hours.

Introdução e objetivos: As nanocápsulas, uma vez que são produzidas com polímeros, representam sistemas mucoadesivos promissores. O uso desse tipo de sistema é importante no delineamento de medicamentos que vislumbrem a membrana sublingual como via de administração, devido ao constante fluxo de saliva. Em vista disso, esse trabalho tem como objetivos: estudar o efeito da nanoestruturação em nanocápsulas de polímeros de diferentes características iônicas, quanto as suas propriedades mucoadesivas, quando veiculadas em suspensão, hidrogel ou pós, e frente a distintas superfícies mucoadesivas (discos de mucina, mucosa vaginal ou mucosa bucal); desenvolver nanocápsulas contendo carvedilol, avaliando as suas propriedades mucoadesivas e perfil de permeação do fármaco em diferentes modelos de membrana sublingual; e produzir, a partir das nanocápsulas secas, comprimidos sublinguais contendo carvedilol nanoencapsulado. Metodologia: Nanocápsulas formadas por Eudragit® RS100, Eudragit® S100 ou poly(ε-caprolactona) [PCL] foram produzidas pelo método de deposição interfacial do polímero. Suas propriedades mucoadesivas foram avaliadas empregando analisador de textura. As nanocápsulas contendo carvedilol foram produzidas pelo mesmo método citado acima, utilizando Eudragit® RS100 e a PCL. A mucoadesão dessas nanocápsulas foi avaliada quanto a sua interação com moléculas de mucina, além do efeito da sua interação com a mucosa sublingual de porco na permanência do fármaco sobre a mucosa e na sua permeação, em presença de um fluxo salivar mimetizado. O transporte de carvedilol através de uma monocamada celular de células de epitélio oral (SCC4) também foi estudado. As suspensões de nanocápsulas foram, então, secas por aspersão e as propriedades das nanocápsulas redispersas foram reavaliadas. Na última etapa, foram produzidos comprimidos sublinguais pelo método de compressão direta, a partir dos pós desenvolvidos. Resultados: A mucoadesividade dos polímeros Eudragit® RS100, Eudragit® S100 e PCL foi potencializada pela sua estruturação em nanocápsulas. Dentre as formulações analisadas, as nanocápsulas catiônicas, formadas por Eudragit® RS100, veiculadas em gel, foram as que apresentaram melhores propriedades adesivas. Além disso, o processo de secagem não interferiu na adesividade das nanocápsulas originais. Em relação a superfície utilizada, a mucina se mostrou uma superfície mais adesiva comparada as mucosas suínas. Entretanto, a mucina reproduziu as diferenças observadas entre as formulações. As nanocápsulas contendo carvedilol interagiram bem com moléculas de mucina, sendo essa interação mais intensa para as nanocápsulas catiônicas [Eudragit® RS100], que para as aniônicas [PCL]. No entanto, ambas as nanocápsulas melhoraram o contato do carvedilol com a mucosa sublingual suína, o que fez com que mais fármaco permeasse através da mucosa, na presença de um fluxo salivar mimetizado, em comparação com uma solução do fármaco. Além disso, as nanocápsulas controlaram a permeação do fármaco através de mucosa sublingual de porco, bem como através de monocamadas de células SCC4. A partir destes resultados, as suspensões de nanocápsulas foram secas por aspersão. As nanopartículas foram recuperadas após redispersão aquosa dos pós e mantiveram suas propriedades mucoadesivas e biofarmacêuticas. Na sequência, os comprimidos foram produzidos como forma farmacêutica final. A presença de nanoestruturas foi observada nos comprimidos, as quais foram liberadas após total desintegração destes em saliva artificial. Além disso, a liberação do fármaco partir dos comprimidos contendo as nanocápsulas apresentou um perfil controlado comparado aos comprimidos contendo o fármaco livre, reforçando a manutenção da estrutura supramolecular das nanocápsulas nos comprimidos. Conclusão: As nanocápsulas produzidas com Eudragit® RS100, Eudragit® S100 ou PCL apresentaram boas características mucoadesivas. As, nanocápsulas de Eudragit® RS100 e PCL também melhoraram a interação do carvedilol com a membrana sublingual de porco. Em ambos os estudos, um melhor desempenho mucoadesivo foi observado para as nanocápsulas catiônicas. Além disso, o carvedilol apresentou boa permeação através de mucosa sublingual suína e através de monocama celular de células de epitélio oral. Ainda, a secagem por aspersão das suspensões de nanocápsulas não alterou significativamente as suas propriedades. A compressão direta dos pós secos por aspersão produziu comprimidos inovadores contendo um sistema nanotecnológico mucoadesivo para administração sublingual de carvedilol, como um nanomedicamento. / Introduction and objectives: Nanocapsules may represent promissing mucoadhesive systems since they are produced with polymers. The use of these systems is very important for drug administration by the sublingual route due to the constantly salivary flux in the oral cavity. In view of this, the objectives of this study were: to study the effect of the nanostructuration in nanocapsules on the mucoadhesiveness of polymers with different charge surface and the effect of the vehicle (suspension, hydrogel, and powder) on the mucoadhesiveness of nanocapsules as well as the effect of different mucosal surfaces (mucin, vaginal mucosa, and buccal mucosa); to develop carvedilol-loaded nanocapsules and to evaluate their mucoadhesive properties and drug permeation profiles using different models of sublingual membrane; and to produce sublingual tablets using spray-dried carvedilol-loaded nanocapsules. Methods: Eudragit®RS100, Eudragit®S100 or poly(ε-caprolactone) [PCL] nanocapsules were produced by interfacial deposition of the polymer method. Their mucoadhesiveness were evaluated by tensile stress tester. Carvedilol-loaded nanocapsules were produced by the method cited above and using Eudragit® RS100 or PCL as polymers. Mucoadhesiveness of nanocapsules were studied analyzing their interaction with mucin molecules and analyzing the effect of their interaction with porcine sublingual mucosa on drug retention as well on the amount of drug permeated to the receptor fluid in the presence of simulated salivary flux. The transport of carvedilol across monolayers of oral epithelial cells (SCC4) was also evaluated. In the next step, nanocapsules suspensions were spray-dried and the properties of redispersed nanocapsules were evaluated. In the last step, sublingual tablets were produced by direct compression using the spray-dried nanocapsules. Results: Mucoadhesiveness of Eudragit® RS100, Eudragit® S100 and PCL were improved by their structuration in nanocapsules. Among the tested formulations, the cationic Eudragit® RS100 nanocapsules formulated as a hydrogel showed the best behavior. Moreover, the drying process did not interfer in the adhesiveness of original nanocapsules. Regarding the surface substrate, mucin discs were more adhesive than porcine mucosas. However, mucin was able to reproduce the differences observed between the formulations. Carvedilol-loaded nanocapsules interacted with mucin molecules and this interaction was more intense for cationic Eudragit® RS100 nanocapsules than for anionic PCL nanocapsules. However, both nanocapsules increased the amount of drug retained on porcine sublingual mucosa and improved the amount of drug permeated through mucosa, in comparison to the drug solution, in presence of a mimetic salivary flux was present. Furthermore, nanocapsules were able to control the drug permeation across porcine sublingual and through SCC4 monolayer. Subsequently, suitable powders were obtained by spray-drying. The original nanoparticles were recovered after aqueous redispersion of powders and the maintenance of their mucoadhesiveness and biopharmaceutics properties was observed. Moreover, sublingual tablets were produced as a final pharmaceutical form. The presence of nanometric particles in the tablets was observed and they were released after tablet disintegration in artififcial saliva. The drug was released by a controlled way from tablets containing nanocapsules when compared to tablets containing the non-encapsulated drug, reinforcing the maintenance of supramolecular structure of nanocapsules in the tablets. Conclusion: The Eudragit® RS100, Eudragit® S100 and PCL nanocapsules showed good mucoadhesive characteristics. Moreover, Eudragit® RS100 and PCL nanocapsules improved the carvedilol interaction with porcine sublingual mucosa. In both studies, cationic nanocapsules showed the best mucoadhesive performance. Additionally, carvedilol showed a good permeation across porcine sublingual mucosa and through oral epithelial cells monolayer. The spray-drying process did not change the properties of the original aqueous nanocapsules. Furthermore, their direct compression produced innovative tablets containing a mucoadhesive nanotechnological system for sublingual administration of carvedilol as a nanomedicine.

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Introdução e objetivos: As nanocápsulas, uma vez que são produzidas com polímeros, representam sistemas mucoadesivos promissores. O uso desse tipo de sistema é importante no delineamento de medicamentos que vislumbrem a membrana sublingual como via de administração, devido ao constante fluxo de saliva. Em vista disso, esse trabalho tem como objetivos: estudar o efeito da nanoestruturação em nanocápsulas de polímeros de diferentes características iônicas, quanto as suas propriedades mucoadesivas, quando veiculadas em suspensão, hidrogel ou pós, e frente a distintas superfícies mucoadesivas (discos de mucina, mucosa vaginal ou mucosa bucal); desenvolver nanocápsulas contendo carvedilol, avaliando as suas propriedades mucoadesivas e perfil de permeação do fármaco em diferentes modelos de membrana sublingual; e produzir, a partir das nanocápsulas secas, comprimidos sublinguais contendo carvedilol nanoencapsulado. Metodologia: Nanocápsulas formadas por Eudragit® RS100, Eudragit® S100 ou poly(ε-caprolactona) [PCL] foram produzidas pelo método de deposição interfacial do polímero. Suas propriedades mucoadesivas foram avaliadas empregando analisador de textura. As nanocápsulas contendo carvedilol foram produzidas pelo mesmo método citado acima, utilizando Eudragit® RS100 e a PCL. A mucoadesão dessas nanocápsulas foi avaliada quanto a sua interação com moléculas de mucina, além do efeito da sua interação com a mucosa sublingual de porco na permanência do fármaco sobre a mucosa e na sua permeação, em presença de um fluxo salivar mimetizado. O transporte de carvedilol através de uma monocamada celular de células de epitélio oral (SCC4) também foi estudado. As suspensões de nanocápsulas foram, então, secas por aspersão e as propriedades das nanocápsulas redispersas foram reavaliadas. Na última etapa, foram produzidos comprimidos sublinguais pelo método de compressão direta, a partir dos pós desenvolvidos. Resultados: A mucoadesividade dos polímeros Eudragit® RS100, Eudragit® S100 e PCL foi potencializada pela sua estruturação em nanocápsulas. Dentre as formulações analisadas, as nanocápsulas catiônicas, formadas por Eudragit® RS100, veiculadas em gel, foram as que apresentaram melhores propriedades adesivas. Além disso, o processo de secagem não interferiu na adesividade das nanocápsulas originais. Em relação a superfície utilizada, a mucina se mostrou uma superfície mais adesiva comparada as mucosas suínas. Entretanto, a mucina reproduziu as diferenças observadas entre as formulações. As nanocápsulas contendo carvedilol interagiram bem com moléculas de mucina, sendo essa interação mais intensa para as nanocápsulas catiônicas [Eudragit® RS100], que para as aniônicas [PCL]. No entanto, ambas as nanocápsulas melhoraram o contato do carvedilol com a mucosa sublingual suína, o que fez com que mais fármaco permeasse através da mucosa, na presença de um fluxo salivar mimetizado, em comparação com uma solução do fármaco. Além disso, as nanocápsulas controlaram a permeação do fármaco através de mucosa sublingual de porco, bem como através de monocamadas de células SCC4. A partir destes resultados, as suspensões de nanocápsulas foram secas por aspersão. As nanopartículas foram recuperadas após redispersão aquosa dos pós e mantiveram suas propriedades mucoadesivas e biofarmacêuticas. Na sequência, os comprimidos foram produzidos como forma farmacêutica final. A presença de nanoestruturas foi observada nos comprimidos, as quais foram liberadas após total desintegração destes em saliva artificial. Além disso, a liberação do fármaco partir dos comprimidos contendo as nanocápsulas apresentou um perfil controlado comparado aos comprimidos contendo o fármaco livre, reforçando a manutenção da estrutura supramolecular das nanocápsulas nos comprimidos. Conclusão: As nanocápsulas produzidas com Eudragit® RS100, Eudragit® S100 ou PCL apresentaram boas características mucoadesivas. As, nanocápsulas de Eudragit® RS100 e PCL também melhoraram a interação do carvedilol com a membrana sublingual de porco. Em ambos os estudos, um melhor desempenho mucoadesivo foi observado para as nanocápsulas catiônicas. Além disso, o carvedilol apresentou boa permeação através de mucosa sublingual suína e através de monocama celular de células de epitélio oral. Ainda, a secagem por aspersão das suspensões de nanocápsulas não alterou significativamente as suas propriedades. A compressão direta dos pós secos por aspersão produziu comprimidos inovadores contendo um sistema nanotecnológico mucoadesivo para administração sublingual de carvedilol, como um nanomedicamento. / Introduction and objectives: Nanocapsules may represent promissing mucoadhesive systems since they are produced with polymers. The use of these systems is very important for drug administration by the sublingual route due to the constantly salivary flux in the oral cavity. In view of this, the objectives of this study were: to study the effect of the nanostructuration in nanocapsules on the mucoadhesiveness of polymers with different charge surface and the effect of the vehicle (suspension, hydrogel, and powder) on the mucoadhesiveness of nanocapsules as well as the effect of different mucosal surfaces (mucin, vaginal mucosa, and buccal mucosa); to develop carvedilol-loaded nanocapsules and to evaluate their mucoadhesive properties and drug permeation profiles using different models of sublingual membrane; and to produce sublingual tablets using spray-dried carvedilol-loaded nanocapsules. Methods: Eudragit®RS100, Eudragit®S100 or poly(ε-caprolactone) [PCL] nanocapsules were produced by interfacial deposition of the polymer method. Their mucoadhesiveness were evaluated by tensile stress tester. Carvedilol-loaded nanocapsules were produced by the method cited above and using Eudragit® RS100 or PCL as polymers. Mucoadhesiveness of nanocapsules were studied analyzing their interaction with mucin molecules and analyzing the effect of their interaction with porcine sublingual mucosa on drug retention as well on the amount of drug permeated to the receptor fluid in the presence of simulated salivary flux. The transport of carvedilol across monolayers of oral epithelial cells (SCC4) was also evaluated. In the next step, nanocapsules suspensions were spray-dried and the properties of redispersed nanocapsules were evaluated. In the last step, sublingual tablets were produced by direct compression using the spray-dried nanocapsules. Results: Mucoadhesiveness of Eudragit® RS100, Eudragit® S100 and PCL were improved by their structuration in nanocapsules. Among the tested formulations, the cationic Eudragit® RS100 nanocapsules formulated as a hydrogel showed the best behavior. Moreover, the drying process did not interfer in the adhesiveness of original nanocapsules. Regarding the surface substrate, mucin discs were more adhesive than porcine mucosas. However, mucin was able to reproduce the differences observed between the formulations. Carvedilol-loaded nanocapsules interacted with mucin molecules and this interaction was more intense for cationic Eudragit® RS100 nanocapsules than for anionic PCL nanocapsules. However, both nanocapsules increased the amount of drug retained on porcine sublingual mucosa and improved the amount of drug permeated through mucosa, in comparison to the drug solution, in presence of a mimetic salivary flux was present. Furthermore, nanocapsules were able to control the drug permeation across porcine sublingual and through SCC4 monolayer. Subsequently, suitable powders were obtained by spray-drying. The original nanoparticles were recovered after aqueous redispersion of powders and the maintenance of their mucoadhesiveness and biopharmaceutics properties was observed. Moreover, sublingual tablets were produced as a final pharmaceutical form. The presence of nanometric particles in the tablets was observed and they were released after tablet disintegration in artififcial saliva. The drug was released by a controlled way from tablets containing nanocapsules when compared to tablets containing the non-encapsulated drug, reinforcing the maintenance of supramolecular structure of nanocapsules in the tablets. Conclusion: The Eudragit® RS100, Eudragit® S100 and PCL nanocapsules showed good mucoadhesive characteristics. Moreover, Eudragit® RS100 and PCL nanocapsules improved the carvedilol interaction with porcine sublingual mucosa. In both studies, cationic nanocapsules showed the best mucoadhesive performance. Additionally, carvedilol showed a good permeation across porcine sublingual mucosa and through oral epithelial cells monolayer. The spray-drying process did not change the properties of the original aqueous nanocapsules. Furthermore, their direct compression produced innovative tablets containing a mucoadhesive nanotechnological system for sublingual administration of carvedilol as a nanomedicine.

Introdução e objetivos: As nanocápsulas, uma vez que são produzidas com polímeros, representam sistemas mucoadesivos promissores. O uso desse tipo de sistema é importante no delineamento de medicamentos que vislumbrem a membrana sublingual como via de administração, devido ao constante fluxo de saliva. Em vista disso, esse trabalho tem como objetivos: estudar o efeito da nanoestruturação em nanocápsulas de polímeros de diferentes características iônicas, quanto as suas propriedades mucoadesivas, quando veiculadas em suspensão, hidrogel ou pós, e frente a distintas superfícies mucoadesivas (discos de mucina, mucosa vaginal ou mucosa bucal); desenvolver nanocápsulas contendo carvedilol, avaliando as suas propriedades mucoadesivas e perfil de permeação do fármaco em diferentes modelos de membrana sublingual; e produzir, a partir das nanocápsulas secas, comprimidos sublinguais contendo carvedilol nanoencapsulado. Metodologia: Nanocápsulas formadas por Eudragit® RS100, Eudragit® S100 ou poly(ε-caprolactona) [PCL] foram produzidas pelo método de deposição interfacial do polímero. Suas propriedades mucoadesivas foram avaliadas empregando analisador de textura. As nanocápsulas contendo carvedilol foram produzidas pelo mesmo método citado acima, utilizando Eudragit® RS100 e a PCL. A mucoadesão dessas nanocápsulas foi avaliada quanto a sua interação com moléculas de mucina, além do efeito da sua interação com a mucosa sublingual de porco na permanência do fármaco sobre a mucosa e na sua permeação, em presença de um fluxo salivar mimetizado. O transporte de carvedilol através de uma monocamada celular de células de epitélio oral (SCC4) também foi estudado. As suspensões de nanocápsulas foram, então, secas por aspersão e as propriedades das nanocápsulas redispersas foram reavaliadas. Na última etapa, foram produzidos comprimidos sublinguais pelo método de compressão direta, a partir dos pós desenvolvidos. Resultados: A mucoadesividade dos polímeros Eudragit® RS100, Eudragit® S100 e PCL foi potencializada pela sua estruturação em nanocápsulas. Dentre as formulações analisadas, as nanocápsulas catiônicas, formadas por Eudragit® RS100, veiculadas em gel, foram as que apresentaram melhores propriedades adesivas. Além disso, o processo de secagem não interferiu na adesividade das nanocápsulas originais. Em relação a superfície utilizada, a mucina se mostrou uma superfície mais adesiva comparada as mucosas suínas. Entretanto, a mucina reproduziu as diferenças observadas entre as formulações. As nanocápsulas contendo carvedilol interagiram bem com moléculas de mucina, sendo essa interação mais intensa para as nanocápsulas catiônicas [Eudragit® RS100], que para as aniônicas [PCL]. No entanto, ambas as nanocápsulas melhoraram o contato do carvedilol com a mucosa sublingual suína, o que fez com que mais fármaco permeasse através da mucosa, na presença de um fluxo salivar mimetizado, em comparação com uma solução do fármaco. Além disso, as nanocápsulas controlaram a permeação do fármaco através de mucosa sublingual de porco, bem como através de monocamadas de células SCC4. A partir destes resultados, as suspensões de nanocápsulas foram secas por aspersão. As nanopartículas foram recuperadas após redispersão aquosa dos pós e mantiveram suas propriedades mucoadesivas e biofarmacêuticas. Na sequência, os comprimidos foram produzidos como forma farmacêutica final. A presença de nanoestruturas foi observada nos comprimidos, as quais foram liberadas após total desintegração destes em saliva artificial. Além disso, a liberação do fármaco partir dos comprimidos contendo as nanocápsulas apresentou um perfil controlado comparado aos comprimidos contendo o fármaco livre, reforçando a manutenção da estrutura supramolecular das nanocápsulas nos comprimidos. Conclusão: As nanocápsulas produzidas com Eudragit® RS100, Eudragit® S100 ou PCL apresentaram boas características mucoadesivas. As, nanocápsulas de Eudragit® RS100 e PCL também melhoraram a interação do carvedilol com a membrana sublingual de porco. Em ambos os estudos, um melhor desempenho mucoadesivo foi observado para as nanocápsulas catiônicas. Além disso, o carvedilol apresentou boa permeação através de mucosa sublingual suína e através de monocama celular de células de epitélio oral. Ainda, a secagem por aspersão das suspensões de nanocápsulas não alterou significativamente as suas propriedades. A compressão direta dos pós secos por aspersão produziu comprimidos inovadores contendo um sistema nanotecnológico mucoadesivo para administração sublingual de carvedilol, como um nanomedicamento. / Introduction and objectives: Nanocapsules may represent promissing mucoadhesive systems since they are produced with polymers. The use of these systems is very important for drug administration by the sublingual route due to the constantly salivary flux in the oral cavity. In view of this, the objectives of this study were: to study the effect of the nanostructuration in nanocapsules on the mucoadhesiveness of polymers with different charge surface and the effect of the vehicle (suspension, hydrogel, and powder) on the mucoadhesiveness of nanocapsules as well as the effect of different mucosal surfaces (mucin, vaginal mucosa, and buccal mucosa); to develop carvedilol-loaded nanocapsules and to evaluate their mucoadhesive properties and drug permeation profiles using different models of sublingual membrane; and to produce sublingual tablets using spray-dried carvedilol-loaded nanocapsules. Methods: Eudragit®RS100, Eudragit®S100 or poly(ε-caprolactone) [PCL] nanocapsules were produced by interfacial deposition of the polymer method. Their mucoadhesiveness were evaluated by tensile stress tester. Carvedilol-loaded nanocapsules were produced by the method cited above and using Eudragit® RS100 or PCL as polymers. Mucoadhesiveness of nanocapsules were studied analyzing their interaction with mucin molecules and analyzing the effect of their interaction with porcine sublingual mucosa on drug retention as well on the amount of drug permeated to the receptor fluid in the presence of simulated salivary flux. The transport of carvedilol across monolayers of oral epithelial cells (SCC4) was also evaluated. In the next step, nanocapsules suspensions were spray-dried and the properties of redispersed nanocapsules were evaluated. In the last step, sublingual tablets were produced by direct compression using the spray-dried nanocapsules. Results: Mucoadhesiveness of Eudragit® RS100, Eudragit® S100 and PCL were improved by their structuration in nanocapsules. Among the tested formulations, the cationic Eudragit® RS100 nanocapsules formulated as a hydrogel showed the best behavior. Moreover, the drying process did not interfer in the adhesiveness of original nanocapsules. Regarding the surface substrate, mucin discs were more adhesive than porcine mucosas. However, mucin was able to reproduce the differences observed between the formulations. Carvedilol-loaded nanocapsules interacted with mucin molecules and this interaction was more intense for cationic Eudragit® RS100 nanocapsules than for anionic PCL nanocapsules. However, both nanocapsules increased the amount of drug retained on porcine sublingual mucosa and improved the amount of drug permeated through mucosa, in comparison to the drug solution, in presence of a mimetic salivary flux was present. Furthermore, nanocapsules were able to control the drug permeation across porcine sublingual and through SCC4 monolayer. Subsequently, suitable powders were obtained by spray-drying. The original nanoparticles were recovered after aqueous redispersion of powders and the maintenance of their mucoadhesiveness and biopharmaceutics properties was observed. Moreover, sublingual tablets were produced as a final pharmaceutical form. The presence of nanometric particles in the tablets was observed and they were released after tablet disintegration in artififcial saliva. The drug was released by a controlled way from tablets containing nanocapsules when compared to tablets containing the non-encapsulated drug, reinforcing the maintenance of supramolecular structure of nanocapsules in the tablets. Conclusion: The Eudragit® RS100, Eudragit® S100 and PCL nanocapsules showed good mucoadhesive characteristics. Moreover, Eudragit® RS100 and PCL nanocapsules improved the carvedilol interaction with porcine sublingual mucosa. In both studies, cationic nanocapsules showed the best mucoadhesive performance. Additionally, carvedilol showed a good permeation across porcine sublingual mucosa and through oral epithelial cells monolayer. The spray-drying process did not change the properties of the original aqueous nanocapsules. Furthermore, their direct compression produced innovative tablets containing a mucoadhesive nanotechnological system for sublingual administration of carvedilol as a nanomedicine.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Farmácia, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:20:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329867.pdf: 3227519 bytes, checksum: 3b26231f801439ad1649a6fc7170a135 (MD5) Previous issue date: 2014 / Em medicamentos administrados via oral, as características físico-químicas dos fármacos estão diretamente relacionadas à sua eficácia terapêutica. Desta forma, conhecer e controlar estas características é de fundamental importância na área farmacêutica. Neste contexto, o presente trabalho aplicou diferentes estratégias envolvendo as engenharias de cristais e partículas visando ao aperfeiçoamento das propriedades biofarmacêuticas dos fármacos cloridrato de terbinafina, carvedilol e nevirapina. Para o cloridrato de terbinafina, um novo hábito cristalino foi obtido a partir da técnica de evaporação lenta de solvente. A comparação entre os resultados de velocidade de dissolução intrínseca da matéria-prima e dos cristais aciculares do fármaco revelaram valores inferiores para o novo hábito. A estratégia aplicada ao carvedilol abrangeu ensaios de cristais multicomponentes com diversos coformers. O screening foi iniciado via moagem assistida por solvente e sistemas promissores foram obtidos com carvedilol: ácido benzoico e carvedilol: ácido oxálico. Estes sistemas foram então selecionados para a cristalização pelas técnicas de slurry e gel. Os resultados demonstraram que a técnica de slurry foi melhor sucedida no sistema carvedilol: ácido oxálico uma vez que permitiu a obtenção de uma única fase cristalina em oposição à mistura de fases obtida por moagem assistida por solvente. Por outro lado, a técnica de cristalização em gel permitiu o preparo de monocristais compostos por carvedilol: ácido oxálico que foram caracterizados por difração de raios X de monocristal, espectroscopia no infravermelho e calorimetria exploratória diferencial. As duas últimas técnicas mencionadas também foram aplicadas ao sistema carvedilol: ácido benzoico e resultados complementares permitiram a identificação destes sistemas como sais de carvedilol. Cocristais compostos por fármaco base fraca e coformer ácido utilizaram como fármaco modelo a nevirapina e demonstraram que a solubilidade destes cocristais é pH dependente e pode ser modelada pela seleção dos componentes do cocristal. Os modelos matemáticos que preveem a solubilidade destes sistemas demonstram a influência do pH, do pKa e da concentração do coformer. Os diagramas de solubilidade de fases gerados apresentaram um ponto de intersecção (pHmax) o qual estabeleceu regiões de solubilidade e estabilidade dos cocristais. Os resultados experimentais de solubilidade apresentaram excelente concordância com os valores calculados.<br> / Abstract: The physicochemical characteristics of a drug are directly related to its therapeutic efficacy in solid oral dosage forms. Thus, the knowledge and the control of these characteristics are of great importance in the pharmaceutical area. In this context, the present work applied different strategies involving the crystal and particle engineering aiming the enhancement of the biopharmaceutical properties of terbinafine hydrochloride, carvedilol and nevirapine. For terbinafine hydrochloride, a new crystal habit of needle-like shape was obtained through the slow solvent evaporation technique. A comparison between the results regarding the intrinsic dissolution rate of the raw material and the needle-like crystal revealed lower values for the new crystal habit. The strategy applied to carvedilol involved tests of multicomponent crystals with different coformers. Firstly, the screening was performed via solvent-assisted grinding and promising systems were achieved with carvedilol: benzoic acid and carvedilol: oxalic acid. These systems were then selected for assays with the slurry and gel crystallization techniques. The results demonstrated that the slurry technique was adequate to obtain a single crystalline phase of carvedilol: oxalic acid system. On the other hand, the gel crystallization allowed the preparation of single crystals composed of carvedilol:oxalic acid which were characterized through single crystal X-ray diffraction analysis, infrared spectroscopy and differential scanning calorimetry. The two last mentioned techniques were also applied to carvedilol: benzoic acid system and the complementary results contributed to identify both multicomponent systems as carvedilol salts. Cocrystals composed of basic drug and acidic coformer used nevirapine as a model drug. This system showed pH-dependent solubility which can be modeled by selecting the cocristal components. The mathematical models that predict the solubility of these systems displayed an influence based on pH, pKa and coformer concentration. The phase solubility diagrams exhibited an intersection point (pHmax) which establishes regions of cocrystal solubility and stability. The experimental measured solubility values were in excellent agreement with values predicted by the mathematical models.

Universiẗat, Diss.--Münster, 2000.

A doença renal crônica (DRC) está associada com inibição da atividade de sistemas enzimáticos e de transportadores de fármacos. O carvedilol, um ?-bloqueador não seletivo é substrato e inibidor da P-gp intestinal. A lercanidipina, antagonista de canais de cálcio é metabolizada pelo CYP3A4, sendo descrita como provável inibidora da P-gp. O presente estudo avalia a interação carvedilol-lercanidipina em pacientes hipertensos portadores ou não de DRC. Foram investigados 8 pacientes hipertensos portadores de DRC estágios 3 e 4 e 8 pacientes hipertensos com função renal normal, fenotipados para o CYP2D6 e CYP3A, e genotipados para o CYP2C9 e P-gp. Os pacientes receberam dose única oral de 25 mg de carvedilol racêmico (Fase 1) ou 20 mg de lercanidipina racêmica (Fase 2) ou dose única oral de 25 mg de carvedilol racêmico associada com 20mg de lercanidipina racêmica (Fase 3). As amostras seriadas de sangue foram coletadas até 32h. A freqüência cardíaca foi avaliada na situação de exercício isométrico durante 2 min com o handgrip, a 30% da contratilidade voluntária máxima, em cada tempo de colheita de sangue. As concentrações plasmáticas dos enantiômeros do carvedilol e da lercanidipina foram realizadas por LC-MS/MS. A farmacocinética do carvedilol, como monoterapia ou em associação com a lercanidipina, é enantiosseletiva no GRUPO DRC com acúmulo plasmático do enantiômero (+)-(R)- carvedilol. A administração de dose única oral de 20 mg de lercanidipina racêmica ao GRUPO DRC reduziu o clearance total aparente e aumentou a AUC somente para o enantiômero (+)-(R)-carvedilol. O GRUPO CONTROLE também apresentou acúmulo plasmático do enantiômero (+)-(R)-carvedilol. No entanto, a administração de dose única oral de 20 mg de lercanidipina racêmica não alterou a farmacocinética de ambos os enantiômeros do carvedilol no GRUPO CONTROLE. A comparação do GRUPO DRC com o GRUPO CONTROLE, na monoterapia ou em associação com lercanidipina, mostra que a DRC não altera a farmacocinética de ambos os enantiômeros do carvedilol. A relação PK-PD não mostra diferenças com significância estatística entre as Fases 1 e 3, tanto para o grupo DRC quanto para o grupo CONTROLE. No entanto, a comparação do GRUPO DRC com o GRUPO CONTROLE permite observar maiores valores de ECe50 nos pacientes do GRUPO DRC na Fase 3. A administração de dose única oral de 20 mg de lercanidipina, sob monoterapia ou em associação ao carvedilol, aos GRUPOS DRC e CONTROLE não mostra enantiosseletividade no parâmetro AUC. A administração de dose única oral de 25 mg de carvedilol racêmico reduziu de maneira enantiosseletiva o clearance total da (S)-lercanidipina no GRUPO DRC, mas não no CONTROLE. A comparação do GRUPO DRC com o CONTROLE não mostra diferenças com significância estatística nos parâmetros farmacocinéticos de ambos os enantiômeros da lercanidipina nas Fases 2 e 3. Concluindo, o carvedilol reduziu o clearance total aparente do eutômero (S)-lercanidipina e a lercanidipina reduziu o clearance total aparente do enantiômero (+)-(R)-carvedilol nos pacientes do Gupo DRC, mas não nos pacientes do GRUPO CONTROLE. Os dados permitem sugerir enantiosseletividade na atividade da P-gp e sugerir que a DRC estágios 3 e 4 não altera a farmacocinética do carvedilol e da lercanidipina em pacientes hipertensos fenotipados como metabolizadores rápidos do CYP2D6 e com atividade normal do CYP3A. No entanto, os maiores valores de ECe50 nos pacientes do GRUPO DRC na Fase 3 sugerem uma menor potência do (-)-(S)- carvedilol na inibição da atividade simpática. / Chronic kidney disease (CKD) is associated with inhibition of enzyme systems and drug transporters. Carvedilol, a nonselective ?-blocker, is a substrate and inhibitor of intestinal Pgp. Lercanidipine, a calcium channel antagonist, is metabolized by CYP3A4, which is described as a probable inhibitor of P-gp. The present study evaluates the carvedilollercanidipine interaction in hypertensive patients, with or without CKD. We investigated 8 hypertensive patients with CKD stages 3 and 4 and 8 hypertensive patients with normal renal function, phenotyped for CYP2D6 and CYP3A, and genotyped for CYP2C9 and P-gp. Patients received a single oral dose of 25 mg of racemic carvedilol (Phase 1), or 20 mg of racemic lercanidipine (Phase 2), or a single oral dose of 25 mg of racemic carvedilol associated with 20 mg of racemic lercanidipine (Phase 3). Serial blood samples were collected up to 32h. Heart rate was assessed in the situation of isometric exercise for 2 min with handgrip at 30% of maximal voluntary contractility, in each blood collection time. Plasma concentrations of the enantiomers of carvedilol and lercanidipine were performed by LCMS/ MS. The pharmacokinetics of carvedilol, alone or in combination with lercanidipine in the CKD group, is enantioselective with plasma accumulation of the enantiomer (+)-(R)- carvedilol. The administration of a single oral dose of 20 mg of racemic lercanidipine reduced the total apparent clearance and increased the AUC for the enantiomer (+)-(R)-carvedilol on CKD group. The CONTROL group also presented plasma accumulation of the enantiomer (+)-(R)-carvedilol. However, the administration of single oral dose of 20 mg of racemic lercanidipine does not alter the pharmacokinetics of the enantiomers of carvedilol in CONTROL group. The comparison between the CONTROL group with the CKD group, in monotherapy or in combination with lercanidipine, shows that CKD does not alter the pharmacokinetics of both enantiomers of carvedilol. The PK-PD modeling shows no statistically significant differences between Phases 1 and 3 in any group. However, comparing the CKD group with the CONTROL group, higher values of ECe50 were observed in the patients of CKD group in Phase 3. The administration of a single oral dose of 20 mg of racemic lercanidipine, in monotherapy or in combination with carvedilol to the CONTROL and CKD group does not show enantioselectivity in the parameter AUC. Administration of a single oral dose of 25 mg of racemic carvedilol reduced the total apparent clearance and increased de AUC for the enantiomer (S)-lercanidipine on CKD group, but not in CONTROL group. The comparison between the CKD group with the CONTROL group does not show statistically significant differences in pharmacokinetic parameters of both enantiomers of lercanidipine in Phases 2 and 3. In conclusion, carvedilol reduced the apparent total clearance of the eutomer (S)-lercanidipine and lercanidipine reduced the apparent total clearance of the enantiomer (+)-(R)-carvedilol in the patients of CKD group, but not in the patients of CONTROL group. The findings suggest enantioselectivity in the activity of P-gp, and that CKD stages 3 and 4 does not alter the pharmacokinetics of carvedilol and lercanidipine in hypertensive patients phenotyped as extensive metabolizers of CYP2D6 and with normal CYP3A activity. However, the highest values of ECe50 in patients of CKD group in the Phase 3 suggest a lower potency of (-)-(S)-carvedilol in the inhibition of sympathetic activity in these patients.

Estudos sobre o comportamento térmico, de interação fármaco-excipiente e sobre polimorfismo do Carvedilol (1-(9H-Carbazol-4-iloxi)-3-[[2-(2-metoxifenoxi)etil]amino]-2-propanol), um fármaco da família dos &beta;-bloqueadores, frequentemente utilizado no tratamento de doenças do coração e isquemias foram desenvolvidos, usando as técnicas termoanalíticas termogravimetria (TG), termogravimetria derivada (DTG), análise térmica diferencial (DTA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), além de técnicas complementares como espectroscopia vibracional na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X pelo método do pó (P-XRD), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microscopia óptica. Esses estudos revelaram que o fármaco se decompõe, após fusão, liberando 2-metóxifenol e amônia, tanto sob atmosfera de nitrogênio, quanto de ar. Em atmosfera inerte o carvedilol se decompôs em uma única etapa, sem resíduo ao final da análise, enquanto que, no segundo caso, forma-se um resíduo carbonizado, que se oxida na seqüência, sem deixar resíduo. As curvas DTA e DSC mostraram que o fármaco funde em torno de 100°C (&Delta;Hfus = 126,6 J g-1, &Delta;Sfus = 0,32 J K-1 g-1) e não se recristaliza no resfriamento. Antes da fusão foi observado em evento endotérmico, atribuído à presença de formas polimórficas ou racematos. Não foram observadas interações do fármaco com uma série de excipientes normalmente usados em formulações farmacêuticas comerciais: estearato de magnésio, sacarose, PEG 6000, &alpha;-lactose monohidratada, hidroxipropilmetilcelulose (HPMC), polivinilpirrolidona (PVP) e celulose microcristalina. Estudos de cinética de decomposição em fase sólida usando o Método de Flynn-Wall-Osawa, revelaram que a primeira etapa de decomposição apresenta energia de ativação, Ea = 243 ± 32 kJ mol-1 e fator pré-exponencial de Ahrrenius, log A = 22 ± 3 min-1. A recristalização do carvedilol em diferentes solventes e temperaturas, resultou em quatro tipos de cristais: aciculares, prismáticos, placas em camadas concêntricas e placas, atribuídos às formas polimórficas II, III, IX e misturas das formas III e IX respectivamente. / Studies involving thermal analytical behavior, drug-excipient interaction and about polymorphism of Carvedilol (1-(9H-Carbazol-4-yloxy)-3-[[2-(2-methoxyphenoxy)ethyl]amine]-2-propanol), a &beta;-blocker drug, frequently applied in the heart diseases and ischemia treatment have been developed using thermoanalytical techniques Thermogravimetry (TG), derivative Thermogravimetry (DTG), differential thermal analysis (DTA) and differential scanning calorimetry (DSC), with the aid of complimentary techniques infrared with Fourier transform spectroscopy (FTIR), powder X ray diffraction (P-XRD), scanning electron (SEM) and optical microscopies. Such studies revealed that carvedilol decomposes after melting releasing 2-methoxyphenol and ammonia in both nitrogen and air atmospheres. In inner atmosphere the decomposition took place as a single mass loss event without residue at the end, while in air, a first step resulted in carbonaceous residue that burnt completely in a second event. The DTA and DSC curves demonstrated that the sample melt around 100°C (&Delta;Hfus = 126,6 J g-1, &Delta;Sfus = 0,32 J K-1 g-1) without recristallyzation on cooling. An endothermic event observed previously to the melt has been attributed to a polymorphic conversion or the presence of racemates. Any interactions of the drug with excipients commonly used in the pharmaceutical industry such as: magnesium stearate, sacarose, PEG 6000, &alpha;-lactose monohydrate, hydroxypropyilmethylcellulose (HPMC), polyvinylpyrrolidone (PVP) and microcrystalline cellulose. Solid state decomposition kinetic investigation using the Flynn-Wall-Osawa approach revealed activation energy of Ea = 243 ± 32 kJ mol-1 and Ahrrenius pré-exponential factor log A = 22 ± 3 min-1. Carvedilol recrystallization from different solvents and temperatures produced four kind of crystals: needles, prisms, superimposed plaques and plaques, attributed to the polymorphic forms II, III, IX and mixtures of forms III and IX respectively.

A cisplatina é um dos mais efetivos agentes antitumorais, porém seu uso clínico é limitado principalmente pela nefrotoxicidade. A terapia adjuvante com antioxidantes tem sido sugerida como estratégia de proteção contra a toxicidade induzida pela cisplatina nos tecidos saudáveis, e a eficácia de diferentes antioxidantes tem sido demonstrada em diversos modelos experimentais. Entretanto, a maioria dos compostos descritos como citoprotetores não foi ainda avaliada em modelos experimentais portadores de tumores e não há um consenso sobre o impacto da terapia antioxidante na atividade antitumoral da cisplatina. Além disso, há poucos dados sobre o efeito de muitos destes citoprotetores sobre a saúde humana, sendo que alguns podem apresentar atividade pró-oxidante sob determinadas condições. Nossos estudos anteriores demonstraram que o beta-bloqueador carvedilol protege eficazmente contra a nefrotoxicidade induzida pela cisplatina em ratos. No presente estudo foram explorados dois novos aspectos da proteção exercida pelo carvedilol: (a) o efeito da carvedilol na atividade antitumoral da cisplatina e (b) os mecanismos moleculares de proteção. O primeiro aspecto foi avaliado in vivo em camundongos portadores de Sarcoma 180. Neste modelo, quatro grupos (n=8) de camundongos Swiss, machos adultos, inoculados com uma suspensão de células de Sarcoma 180 (via subcutânea) foram submetidos aos seguintes tratamentos: (I) Grupo Controle: carboximetilcelulose 0,5% (0,10mL/ animal 30g, via oral ou v.o, 1 vez ao dia, por 3 dias) e solução salina (0,75mL/animal 30g, intraperitoneal ou i.p. no primeiro dia) ; (II) Grupo Cisplatina (Cisp): cisplatina (25 mg/kg, i.p., no primeiro dia); (III) Grupo Carvedilol+Cisplatina (CV+Cisp): carvedilol (10 mg/kg, v.o, 1 vez ao dia, por 3 dias) e cisplatina (25 mg/Kg, i.p., no primeiro dia); e (IV) Grupo Carvedilol (CV): carvedilol (10 mg/kg, v.o., 1 vez ao dia, por 3 dias). A função renal (uréia e creatinina plasmáticas), e a análise histopatológica do tecido renal comprovaram o dano renal induzido pela cisplatina e a nefroproteção exercida pelo carvedilol. A biodistribuição da platina (ICP-MS) e a atividade antitumoral da cisplatina (índice de remissão tumoral e curva de sobrevida) não foram alteradas pelo carvedilol. O carvedilol não protegeu contra a mutagenicidade (avaliada em sangue periférico) e contra a mielossupressão induzidas pela cisplatina. O ensaio de TUNEL e análise imuno-histoquímica da caspase-3 clivada e da proteína pró-apoptótica Bax comprovaram a proteção do carvedilol contra a apoptose que foi induzida pela cisplatina no tecido renal, porém a proteína anti-apoptótica Bcl-xL permaneceu inalterada nos quatro grupos. O envolvimento da atividade antioxidante do carvedilol no mecanismo de proteção foi demonstrado pelos ensaios de peroxidação lipídica e GSH no tecido renal. Os estudos mecanísticos foram realizados em modelo in vitro com células HK-2 (de rim humano normal) divididas em quatro grupos de tratamento: (I) Controle: salina tamponada com fosfato (PBS); (II) Cisp: 25?M de cisplatina; (III) CV+Cisp: 50?M de carvedilol e 25 ?M de cisplatina; (IV) CV: 50 ?M de carvedilol. Foi observada diminuição da morte celular por apoptose e da expressão das proteínas caspase-3, pro-caspase-9 e Bax no grupo CV+Cisp quando comparado ao grupo Cisp. Assim como nos estudos in vivo, não houve alteração na expressão da ii proteína Bcl-xL. A atividade da proteína SIRT-1 apresentou-se aumentada no grupo CV+Cisp e inalterada nos demais. Adicionalmente, o mecanismo antioxidante do carvedilol foi associado ao sequestro dos íons ferrosos, mas não ao sequestro de radicais livres. Em conclusão, a atividade nefroprotetora do carvedilol está associada a mecanismos antioxidantes provavelmente decorrentes do sequestro de íons ferrosos. O mecanismo nefroprotetor do carvedilol não diminui a atividade antitumoral da cisplatina, o que sugere que mecanismos distintos sejam responsáveis pela nefrotoxicidade e pela atividade antitumoral da cisplatina. Ainda, o estresse oxidativo parece desempenhar papel central na nefrotoxicidade, o que não acontece na atividade antitumoral, que tem sido associada principalmente a danos ao DNA nuclear. Estes resultados sugerem que a terapia antioxidante pode ser uma alternativa segura na proteção dos tecidos saudáveis durante a quimioterapia com cisplatina. / Cisplatin is one of the most effective anticancer agents; however, its clinical use is limited mainly by its nephrotoxicity. The adjuvant therapy with antioxidants has been suggested as a strategy of protection against the toxicity induced by cisplatin in healthy tissues and the efficacy of different antioxidants has been demonstrated in several experimental models. However, most of these compounds described as cytoprotectors have never been tested in tumor-bearing models, and there is not a consensus on the impact of the antioxidant therapy on the antitumor activity of cisplatin. Moreover, there are few data about the effect of many of these compounds on human health; some can even display pro-oxidant activity under certain conditions. Our previous studies have demonstrated that the beta-blocker carvedilol efficiently protects against the nephrotoxicity induced by cisplatin in rats. In the present study two new aspects of the protection of carvedilol were explored: (a) the effect of carvedilol on the antitumoral effect of cisplatin and (b) the molecular mechanisms of protection. The first aspect was evaluated in vivo in Sarcoma-180-tumor-bearing mice. In this model, four groups groups (n=8) of Swiss, adult mice, inoculated with Sarcoma-180 cells (subcutaneous via) were treated as follows: (I) Control group: carboxymethylcellulose 0.5% (0.10mL/ 30g animal, oral, once a day, 3 days) and saline solution (0.75mL/30g animal, intraperitoneal or ip, on the first day); (II) Cisplatin group (Cisp): cisplatin 25mg/kg, i.p., on the first day; (III) Carvedilol + Cisplatin group (CV+Cisp): carvedilol (10mg/kg, oral, once a day, 3 days) and cisplatin (25 mg/kg, i.p., on the first day); (IV) Carvedilol group (CV): carvedilol (10mg/kg, oral, once a day, 3 days). The renal function (plasmatic BUN and creatinine) and the renal histopathology, showed the renal damage induced by cisplatin and the nephroprotection of carvedilol. The biodistribution of platinum (ICP-MS) and the antitumor activity of cisplatin (tumor remission index and survival curve) were not altered by carvedilol. Carvedilol did not protect against the mutagenicity (evaluated in the peripheral blood) and the bone marrow suppression induced by cisplatin. TUNEL assay and the imunnohistochemical analyses of the cleaved caspase-3 and the proapoptotic protein Bax showed the protection of carvedilol against the apoptosis induced by cisplatin in the renal tissue; however, the anti-apoptotic protein Bcl-xL remained unaltered in the four groups. The involvement of the antioxidant activity of carvedilol in the protective mechanism was demonstrated by lipid peroxidation and GSH assays in the renal tissue. The mechanistic studies were performed in vitro in HK-2 cells (from normal human kidney) divided into four groups of treatment: (I) Control: phosphate buffered saline (PBS); (II) Cisp: 25?M cisplatin; (III) CV+Cisp: 50?M carvedilol and 25 ?M cisplatin; and (IV) CV: 50 ?M carvedilol. Reduced cell death by apoptosis and reduced expression of caspase-3, pro- caspase-9 and Bax were observed in CV+Cisp as compared to Cisp. Similarly to the in vivo studies, no alterations in the expression of Bcl-xL were observed. The activity of SIRT-1 was increased in the group CV+Cisp, but was unaltered in all the other groups. Additionally, the antioxidant mechanism of carvedilol was associated with the scavenging of ferrous ions but not with the scavenging of free radicals. In conclusion, the nephroprotective activity of carvedilol is associated with antioxidant iv mechanisms which probably results from the scavenging of ferrous ions. The nephroprotective mechanism of carvedilol does not reduce the antitumor activity of cisplatin, which suggests that distinct mechanisms are responsible for the nephrotoxicity and the antitumor activity of cisplatin. Moreover, the oxidative stress might play a central role in the nephrotoxicity, but this does not happen in the antitumor activity, which has been associated mainly with nuclear DNA damage. These findings suggest that the antioxidant therapy might be a safe alternative to protect healthy tissues during cisplatin chemotherapy.